宏基因組學研究將微生物與克非爾的風味聯(lián)系起來

愛爾蘭的一個食品科學家和微生物學家團隊使用高通量測序來分析微生物種群如何像開菲爾酵母一樣發(fā)生變化。這是食品分析的新前沿：利用24小時發(fā)酵期間收集的數(shù)據(jù)，研究人員能夠?qū)蝹€微生物物種及其相關途徑的存在與發(fā)酵乳飲料中的風味化合物聯(lián)系起來。他們在mSystems(ASM的開放獲取期刊)上報告了他們的發(fā)現(xiàn)。

對發(fā)酵過程中微生物行為的這種深刻理解可以指出改善克非爾的新方法。食品科學家可以通過調(diào)整微生物混合物來優(yōu)化生產(chǎn)，定制風味或改善食品的健康益處。他們甚至可以僅使用選擇的微生物來創(chuàng)建合成版本的克非爾。

kefirdrinkInterest在食品研究人員中越來越多地將高通量測序與代謝組學相結(jié)合，以更好地了解個體微生物物種如何影響食物的特性。然而，先前對發(fā)酵食品的研究已經(jīng)使用較低分辨率的測序技術進行，例如16S rRNA基因測序。

“我們直到現(xiàn)在才知道個別物種在做什么，”主要作者Aaron Walsh說道，他正在科克Teagasc食品研究中心攻讀博士學位，作為APC微生物組研究所的一部分。

新的分析還顯示了克非爾如何作為一個強大的模型，用于研究多種細菌物種以復雜方式相互作用的社區(qū)，如腸道或土壤。與其他發(fā)酵食品相比，酸牛奶的微生物種類較少，只需要24小時即可在室溫下發(fā)酵。(奶酪，相比之下，需要三個月或更長時間才能發(fā)酵。)這項新研究已經(jīng)引導研究人員考慮對其他食物中的微生物種群進行類似的高通量分析。

“我們正在研究如何將這一概念擴展到整個發(fā)酵食品行業(yè)，”該研究的資深作者，Teagasc和APC微生物研究所的微生物學家Paul Cotter說。“這包括奶酪，酸奶，甚至發(fā)酵肉和酵母面包。我們也可以研究酒精飲料。”

為了創(chuàng)造他們分析的克菲爾，研究人員開始研究谷物 - 一種類似于花椰菜的細菌和酵母的混合物 - 來自三個不同的地理區(qū)域。這些谷物用于將巴氏殺菌乳發(fā)酵成克非爾。研究人員發(fā)現(xiàn)，開菲爾牛奶中的細菌種群在發(fā)酵過程中以類似的特征方式發(fā)生了變化。

為了獲得物種水平的數(shù)據(jù)，微生物學家使用了整個宏基因組鳥槍法測序 - 這種技術用于研究過于復雜或多樣化的微生物種群，以便單獨培養(yǎng)個別物種。他們報告說，在24小時發(fā)酵期間，細菌多樣性迅速下降。測序表明，在發(fā)酵的早期階段，乳酸桿菌(Lactobacillus kefiranofaciens)占據(jù)細菌群體的主導地位。然而，在此過程的后期，明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)變得更加普遍。

他們確定了個體細菌種類與某些風味之間的聯(lián)系。例如，醋酸巴斯德菌(Acetobacter pasteurianus)與酸性醋型風味相關。磅。kefiranofaciens與俗氣味相關。其他物種與負責黃油和水果味的代謝物相關。

以前的研究表明，服用開菲爾可以改善腸道健康，減少炎癥和膽固醇?？朔茽柟任镏械奈⑸锟赡苁秦撠熑蔚?，但科學家們并不確定 - 他們不了解潛在的機制。Cotter說，宏基因組學可能有助于回答關于發(fā)酵飲料的這些突出問題。

“在過去，酸牛奶已與許多健康益處有關，”他說。“在我看來，他們并沒有真正被釘住或以科學嚴謹?shù)姆绞綄W習。”

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